Чернавский Д. С., Чижов И. В., Чернавская Н. М.
ФИАН им. А.Н.Лебедева, Москва *Max-Planck-Institut fur Physiologie, Dortmund, Germany **МГУ им. М.В.Ломоносова, Москва
В рамках 3-G модели [Geeves
et al., 1984] проведен
анализ процесса трансформации энергии гидролиза АТФ в механическую
работу в актомиозиновом комплексе (АМК) на каждой из стадий этого
процесса. При этом учтены основные положения концепции "Белок-Машина"
[Чернавский и др., 1967, 1987, 1999]: i) На каждой стадии работает
одна (и только одна) выделенная степень свободы (ВСС), которая
обеспечивает целенаправленный транспорт (и/или трансформацию)
энергии (это свойство входит в определение конструкции типа машины).
ii) Наблюдаемые энергии связывания
, где:
K
si - константа связывания, i -
номер стадии) меньше максимально возможных энергий связывания
, где:
f
ij
- энергия
связывания j-той контактной группы, n - число контактов.
Их разность
запасается в белке в форме
напряженной конформации и используется затем целесообразно. iii)
Энергия гидролиза АТФ преобразуется в энергию F
ex,
которая лишь через несколько стадий обеспечивает относительное
перемещение актина и миозина. Проведен количественный анализ различных
форм энергии. Показано, что непосредственным источником энергии
движения является энергия связывания компонентов АМК, хотя в балансе
энергий источником, разумеется, является гидролиз АТФ. При этом
находит объяснение тот, казалось бы парадоксальный, факт, что
гидролиз АТФ происходит на стадии, когда мостиковый белок S1 не
связан с актином и не может обеспечивать перемещение в АМК. Построена
механическая модель, демонстрирующая взаимное преобразование энергий
и, как результат, перемещение актина относительно миозина.